低温泡排剂在第四系疏松砂岩气田应用可行性分析

宋维春 郑俊枥 景连雨 邓创国 赵 玉

(中国石油青海油田公司天然气开发公司)

0 引言

国内外气田开发经验表明,绝大多数气田在开发过程中都会出水，涩北气田属于多层第四系疏松砂岩的弱边水气藏，气藏埋藏浅，具有气层多且薄、气水层间互、地层胶结疏松和气水界面复杂等特点。通过15年的试采开发，气藏出水量和出水气井数呈不断增多的趋势,气井出水较大程度地影响了气井的压力和产量，严重影响气田正常生产和开发，目前出水是制约涩北气田稳产及降低气田开采效益的主要因素，因此急需进行疏松砂岩气田排水采气工艺的攻关和试验，特别是针对气田冬季气温较低的现状，开展低温泡排试验意义重大。

1 涩北气田概况

涩北气田属于第四系生物成因气藏，为一完整、无断层发育的背斜构造，为湖泊沉积相；储层具有高孔隙度、中-低渗透率的特点；气藏埋藏浅，具有含气井段长、气层多且薄、气水层间互、地层胶结疏松和气水界面复杂等特点。涩北气田自1995年试采开发以来，目前拥有气井500多口，年生产天然气60多亿方，形成了第四系疏松砂岩生物气田开发规模和特色开发技术。随着气田的不断开发，气田出水日趋严重，气井井筒积液和出水影响正常生产等问题逐步显现，同时气井出水易加剧出砂，目前出水是制约涩北气田稳产及降低气田开采效益的主要因素。

气田区域内，平均海拔2750m左右，气候干燥，日照时间长，寒冷缺氧，昼夜温差大，属典型高原大陆性气候。冬季漫长而寒冷，日最高气温36℃，最低气温-31℃，冬季冻土层深度2.1m左右。气田地层水的水型主要为CaCl2型，地层水矿化度高，平均矿化度146538mg/L，平均密度1.134g/cm3，平均地层水电阻率0.039Ω· m，气井井深一般在1600m 左右,井底温度40℃～ 66 ℃间。

2 涩北气田常规泡沫排水采气实施概况

2.1 常规泡排剂的性能要求

泡排剂的性能直接影响气井泡沫排水效果的好坏，泡沫排水所用泡排剂是表面活性剂，因此，除具有表面活性剂的一般性能之外，根据涩北气田情况,泡排剂还要达到以下指标: ①溶于地层水后不产生沉淀,避免造成井下堵塞; ②在室内温度30℃～70 ℃的地层水中具有较好的起泡、稳泡和带水能力; ③要求具有泡沫携液量大，泡沫的稳定性适中，在高矿化度水中有较强的起泡能力等特殊性能。

2.2 常规泡沫排水采气实施概况

近年来，针对涩北气田产水气井生产现状，开展了大量的泡沫排水采气工艺技术的研究和应用，泡沫排水采气技术能够有效的提高气井的携液能力，确保了气井的正常生产。但是由于涩北气田地处青藏高原，冬季气温较低，常规起泡剂在气温0℃以下就容易冻结，导致泵注工艺无法应用，影响泡沫排水采气技术在冬季的推广。随着气田的不断开发，气井产水量会逐渐增多，冬季泡沫排水工作显得尤其重要，因此研制和试验适合气田的低温起泡剂，解决气田冬季泡沫排水剂容易冻堵和影响泡排作业正常开展的问题十分必要。

3 低温泡排剂选用

除要具有常规起泡剂的要求性能外，低温泡排剂关键是要解决涩北气田冬季泡沫排水剂容易冻堵的问题，根据涩北气藏地质特征和自然条件，委托相关单位开展了适合涩北气田的低温泡排剂UT-13的研制(表1，表2)。

UT-13型泡排剂具有以下特征：

(1)UT-13原液在-30℃条件下，不浑浊、无结冰现象，具有良好的流动性。

(2)为防止泡排剂稀释液在-30℃不结冰，甲醇占泡排剂和水的稀释液比例不得低于30%，即：泡排剂︰水︰甲醇为1︰1︰1。

表1 UT-13原液和UT-13与水、甲醇不同比例混合液抗冻能力测试结果表

表2 UT-13原液和泡排剂与水、甲醇按不同比例混合液的发泡能力实验结果表

实验药剂发泡能力(泡高)(mm)UT-13原液162泡排剂︰水︰甲醇=1︰1︰1160泡排剂︰水︰甲醇=1︰2︰1160泡排剂︰水︰甲醇=1︰3︰1160泡排剂︰水︰甲醇=1︰4︰1162泡排剂︰水︰甲醇=1︰5︰1160泡排剂︰水︰甲醇=1︰1︰2158泡排剂︰水︰甲醇=1︰1︰3161泡排剂︰水︰甲醇=1︰1︰4160泡排剂︰水︰甲醇=1︰1︰5160

(3)UT-13在200g/L的矿化水中，抗10%煤油条件下具有较好的发泡能力。

(4)UT-13与水、甲醇按不同比例混合后，纯泡排剂用量相同的条件下(均为3.00‰)，发泡能力相差不大，说明甲醇对其发泡能力无影响。

4 应用效果分析

为了验证UT-13型泡排剂在气田应用的可行性，分别选取了3口不同特征的气井开展试验：①涩E-1井泡排前产气量较低，油套压差较大，井筒积液严重，无法携液采气；②涩E-2井泡排前能正常带水生产，但产气量不稳定，有井筒积液的预兆；③涩E-3井泡排前因积液严重无法正常生产导致停躺。先期对3口井实施常规泡排措施，携液效果明显，气井能正常带水生产，产气量有所提高；但到11月中旬，因室外温度较低，泡排时管线易冻堵，导致消泡剂无法正常注入。在现场气温较低，无法开展常规泡排作业时，开展了低温泡排试验。

试验时将UT-13型低温泡沫排水剂20kg用甲醇和水按照1︰3︰3稀释至140kg液体，采用泡排车向套管加注，在加注泡排剂后，气井生产油压有所下降或波动加剧时，按照3口井的实际情况，将FG-2B型有机硅消泡剂用甲醇和水按照1︰1︰1的比例稀释至不同量液体，采用消泡剂加注泵向井口的输气管线加注。

3口井试验前后采气曲线图见图1～图3，生产数据见表3。

图1 涩E-1井泡排前后采气曲线图

图2 涩E-2井泡排前后采气曲线图

图3 涩E-3井泡排前后采气曲线图

通过3口井生产数据分析，3口井生产前均受井筒积液影响，携液能力差；使用常规泡排剂后，气井能够正常生产，产气量均明显上升，携液能力增强，油套压差有所减小，常规泡排措施结束后一段时间内虽然该井有井筒积液，但仍然能正常生产，说明泡排效果明显；由于11月份现场气温较低，使用UT-13型低温泡沫排水剂后，在气井携液方面跟常规泡排一样，气井携液能力明显增强，确保了气井的正常生产，更重要的是，使用低温泡排剂后，在-15℃～-21℃的环境下，连续作业中消泡剂可以正常注入，管线没有发生冻堵，有效地解决了气田冬季泡沫排水剂容易冻堵和影响泡排作业正常开展的问题。

5 认识与结论

(1)低温泡排剂UT-13可以解决涩北气田冬季泡沫排水剂容易冻堵的问题，使用UT-13型泡排剂在气田开展了泡沫排水试验。

(2)室内实验和在3口现场试验井应用分析表明, 使用UT-13型低温泡排剂，可提高泡排气井的携液能力，增加气井产气量，可确保消泡剂正常注入，有效解决了冬季泡沫排水容易冻堵和影响泡排作业正常开展的问题。

(3)低温泡排剂在3口井应用效果较好，在气田应用和推广是可行的。

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